非零偏时延VSP资料处理关键技术

非零偏时延VSP资料含有丰富的井旁波场信息,利用VSP反射信息和地震属性,能有效监测井旁注入流体运移情况,具有广阔的应用前景。受观测方式影响,时延非零偏VSP资料叠加次数有限,对两期VSP资料处理要求更加严格。因此,本文在常规非零偏VSP处理技术流程中引入两期资料的可重复性分析和一致性处理方法技术,建立了时延非零偏VSP资料处理技术流程,并针对时延资料的炮内一致性处理和两期资料间一致性处理进行了方法分析研究和试验。从A井实例应用表明,本文提出的非零偏时延VSP资料处理流程和关键技术具有较高可操作性和实用性,具有推广价值。

零偏VSP反演Q值CFS方法及影响因素研究

当地震波在地层中传播时,能量的衰减是传播介质非弹性性质的反映.这种介质所固有的衰减特性通常用品质因子(Quality Factor,Q)来描述.本文基于地震波在传播过程中主频降低的衰减特性,利用质心频率偏移法(Centrold Frequency Shift,简称CFS)对零偏VSP正演模型进行Q值计算,分析薄层、上下行波场、频带宽度、反演波速、震源位置等因素的影响.模型结果显示:CFS法比频谱比法、振幅衰减法能更加准确识别薄层界面,可准确反演出厚度10m的地层;上行波场的加入降低反演结果准确度,尤其对高Q值层;当有效波频带增宽时,高频部分衰减明显,Q值反演结果接近理论值;反演波速误差对反演准确性影响很大.最后,利用CFS对实际井旁地面地震资料进行Q值反演,反Q滤波后其主频由25Hz提高到35Hz,分辨率得到改善,证明了CFS方法的实用性.

非零偏VSP技术在油田复杂断块开发中的应用

非零VSP是一种地面激发,井中接收的地震观测技术.其信号能量强,频带宽,波场信息丰富.能够获得"三高"的地震反射信息.针对复杂断块油田开发后期的精细描述,非零VSP是一项有效的开发地震技术手段.多年来,在三维地震资料品质较差情况下,VSP是对三维地震信息的一种补充,解决了辽河油田复杂断块开发中存在的小断层、薄砂体认识不清的许多地质问题.为油田复杂断块开发提供了一种有效的技术手段.

基于两步SVD变换的零偏VSP资料上下行波场分离方法

垂直地震剖面(Vertical Seismic Profiling,VSP)资料处理中波场分离是关键问题之一.随着属性提取技术的发展,新的属性参数(例如Q值)提取技术对波场分离的保真性要求越来越高.本文改进了传统奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)法,给出了一种对波场的动力学特征具有更好的保真性,可以作为Q值提取的预处理步骤的零偏VSP资料上下行波场分离方法.该方法通过两步奇异值分解变换实现:第一步,排齐下行波同相轴,利用SVD变换压制部分下行波能量;第二步,在剩余波场中排齐上行波同相轴,使用SVD变换提取上行波场.在该方法的实现过程中,压制部分下行波能量后的剩余波场中仍然存在较强的下行波干扰,使得上行波同相轴的排齐比较困难.本文给出了一种通过极大化多道数据线性相关程度(Maximize Coherence,MC)排齐同相轴的算法,在一定程度上解决了低信噪比下排齐同相轴的问题.将本文提出的方法用于合成数据和实际资料的处理,并与传统SVD法的处理结果进行对比,结果表明本文提出的波场分离方法具有良好的保真性,得到波场的质量明显优于传统SVD法.通过对本文方法和传统SVD法处理合成数据得到的下行波场提取Q值,然后进行对比可知,本文方法可以有效提高所提取Q值的准确性,适合作为Q值提取的预处理步骤.

非零井源距VSP成像方法的改进

非零井源距VSP成像通常采用VSPCDP转换和叠加方法。由于该方法采用射线法深度域建模,并基于层状均匀介质假设和下行波初至,故此法存在以下不足:①很难建立准确的深度域模型;②实际地层存在非均质性,模型地层划分越厚,和实际相差越大;③仅考虑下行波初至的处理方法有可能出现上行波和实际资料传播方向不一致的情况。针对这些问题,本文对非零井源距VSP成像方法作了三点改进:①将最浅检波点以上的均匀层状介质模型改为非均匀连续介质模型;②把深度域建模改为时间域构造格架控制成像;③将单个测点的单独成像改为两个测点联合成像。改进后的非零井源距VSP成像在原理上更加合理、方法上易于实现,其工作效率和成像效果都有明显提高。

基于零偏VSP初至波的地震高频补偿和相位校正

松辽盆地中浅层之上地层的压实程度低,对地震波吸收衰减作用明显,对高频成分的衰减尤为严重,如何恢复和补偿被大地吸收的地震波高频成分,从而提高地震资料的垂向分辨率,解决薄储层地震识别问题,是地震资料处理急需解决的技术难题.本文基于零偏VSP数据的初至波主频率随深度下降的关系,应用主频偏移法逐点求得随深度变化的地层品质因子Q;按照坳陷盆地层状介质的特点,依据地震速度和主要反射界面将目的层上部坳陷期地层划分为多层常数Q模型,实现Q值场的时变和空变.在叠前、叠后地震数据体上,采用增益控制Q值高频补偿和相位校正技术,提高地震资料的分辨率.大庆油田常家围子三维地震工区应用该技术的成果数据,频带展宽5Hz以上,主要反射层同相轴连续性增强,层间反射细节突出,与测井及VSP数据的匹配程度提高,为该区油藏评价研究奠定了资料基础.

基于Ganley理论含有衰减特性零偏VSP正演研究及修正

含有衰减的VSP资料能够提供丰富的地下岩层和岩性信息,本文根据Ganley理论对其进行了正演计算.引入品质因子Q值,考虑界面发生反射和透射,对震源位于地表及地下某一深度进行讨论,分别计算水平层状介质中的下行波和上行波.与不含有衰减特性的正演记录及其时频分析对比可以看出,高频成分的吸收、主频的降低、较多的能量衰减揭示了地层的非弹性性质.另外,当震源位于第一层介质以下时,按照Ganley理论公式计算得到的震源上方地层的下行波同相轴比直达波先出现,产生向上时移的现象,这表明了其波场运算存在提前到达的误差.为此,对震源上方传输系数矩阵进行修正,下行波在直达波到达后,才从分界面的位置开始出现,符合传播规律,正演结果显示了修正的合理性.

中国大陆科学钻探先导孔零偏VSP资料解释

用六级三分量检波器在中国大陆科学钻探先导孔中实施了零偏VSP测量。数据处理结果表明,中国大陆科学钻探孔区超高压变质岩石的地震波速度主要介于4500～7000m/s之间,显著高于一般的沉积岩地区,而且随深度变化不明显。声波测井速度系统地稍低于VSP层速度,可能是由于井壁处岩石的完整性受到破坏而造成的。地震波速度与岩石密度和岩性存在明确的对应关系,榴辉岩的密度和地震波速度均显著高于片麻岩类岩石;由榴辉岩退变生成的斜长角闪岩类岩石,其密度和地震波速度均呈现出较大的变化,主要与其退变质程度有关;超基性岩中的裂隙系统导致其密度和地震波速度大幅度下降。由于榴辉岩与其他岩石类型之间存在较大的波阻抗差异,因此用零偏VSP资料标定该区地震波的地质层位是有效的。关于地震波反射的原因,通过综合研究地震波(包括反射纵波、上行转换横波、井筒波)的特征、岩石速度和密度分布以及井径变化,认为主要是岩性分界面、韧性剪切带和断裂(带),但还有一些因素尚待进一步研究。

复杂高陡构造零井源距VSP资料常速度梯度射线追踪法VSP-CDP成像

以塔里木库车地区零井源距VSP地震资料为例,指出复杂高陡构造零井源距VSP已不属于一维地震范畴,即使上行反射得到准确的倾角时差校正,也无法充分体现复杂高陡构造零井源距VSP资料的全貌。首次采用复杂介质常速度梯度射线追踪技术对高陡构造零井源距VSP上行P波和上行SV波同时进行二维地震成像,展示了复杂高陡构造零井源距VSP模型数据及实际数据的处理效果,对类似地区零井源距VSP地震资料处理具有一定的实际参考价值。

零井源距VSP数据地层倾角分析和倾角时差校正

在零井源距VSP数据处理中,由于地层倾斜,按双程时校正后的反射波场并不能被拉平,因而使得上行波双程时排齐剖面中的反射波并不能真正排齐,因此走廊叠加就会出现误差,且地层倾角越大,误差越大。本文从零井源距VSP的观测方式入手,分析了地层界面倾角对走廊叠加剖面上反射同相轴位置的准确性和叠加后反射同相轴的频率的影响,推导出了可用于分析地层倾角和进行走廊叠加倾角时差校正的公式。在此基础上提出了一种改进的走廊叠加方法,同时编制了可用于交互分析地层倾角的软件,分别用模型数据和实际资料对所提方法进行了测试处理,证实了方法的有效性。

油气田勘探开发阶段高分辨率零偏移距VSP技术

从零偏移距VSP资料采集、处理和解释方面,探讨了当前油气田勘探开发阶段高分辨率零偏移距VSP技术发展的内容和特征。这些特征主要是:得到高分辨率的VSP资料,不仅能对比厚层,而且能对比小层或薄储层;利用多波,不仅同时利用下行和上行波,而且同时利用纵波和转换横波;提取动力学参数,不仅给出时间深度标尺和走廊叠加层位标尺,而且给出振幅、频率、Q值、子波、纵横波速度比、泊松比、弹性参数等标尺;直接探测岩性和油气,不仅对比、控制、约束地震层位的反演,而且识别不同类型的储层,并为井地联合的储层含油气性反演提供控制和约束条件。

Q值正演模拟约束下的零偏移距VSP资料Q值估算

随着油气勘探目的层逐步走向深部,球面扩散、透射损失、环境噪声等使得VSP资料的初至子波发生改变,导致常规的Q值估算方法质量难以得到保证。为此,利用塔里木盆地托甫台地区TP327井零偏移距VSP资料,综合考虑透射损失和球面扩散的影响,提出一种Q值正演模拟约束下的零偏移距VSP资料Q值估算方法。该方法通过研究区的纵波速度、横波速度和密度建立层状地质模型,利用射线追踪的方法,用大地吸收介质模型的Q值正演模拟结果,对频谱比法和经验公式估算的初始Q值进行修正,使得Q值正演模拟结果与实际地震波的衰减记录在频谱特征上吻合,从而得到更为精确的Q模型。TP327井Q值估算结果表明,该方法与李庆忠经验公式得到的结果在浅层比较接近,但在中层和深层,两者差异较大;Q值正演模拟结果约束的子波与实际VSP资料子波的频谱比较吻合,证实用Q值正演模拟约束得到的层间Q值更为可靠。利用Q值正演模拟约束方法得到的Q模型对研究区地震资料进行反Q滤波能显著提高地震资料分辨率,有助于提高碳酸盐岩地层中缝洞的识别精度。

基于多方位非零偏三分量VSP的储层裂缝检测

非零偏三分量VSP记录中普遍存在着由下行纵波转换而来的下行横波,它们携带着所经过地层的裂缝信息,可以用来检测储层裂缝。针对多个裂缝系统同时存在的情况,在横波分裂理论和前人研究的基础上提出了基于多方位非零偏三分量VSP资料研究储层裂缝的方法。该方法分为3个步骤:一是通过水平旋转、垂直旋转和上、下行波波场分离等预处理,获得研究裂缝所需的高质量下行横波;二是进行横波分裂处理,获得独立的快、慢横波记录和初步的裂缝发育方位;三是对快、慢横波记录进行可靠性分析,剔除不合理数据,最终获得裂缝发育方位和快、慢横波时差,评估裂缝密度。辽河油田HW潜山构造带HG-2井多方位三分量VSP资料储层裂缝检测结果与成像测井结果总体上一致,且与井旁构造有着合理的对应关系,验证了该方法的可靠性。

VSP资料在转换波层位标定中的应用

利用VSP资料可以较好地解决地面多分量转换波的层位标定问题,其基本原理和方法是:首先利用水平分量的下行横波获得横波初至,利用水平分量的上行转换波获得上行转换波的双程时间剖面,利用垂直分量剖面获得纵波初至;然后由纵波初至和横波初至得到转换波的时-深关系;再通过转换波的时-深关系和双程时间剖面对过井转换波剖面进行层位标定。应用该方法对广安地区05GA3C04线过GA101井的地面三分量转换波偏移剖面进行了层位标定,并将标定结果用于纵波与转换波的联合解释和岩性剖面解释,得到的结果与工区内的钻井结果吻合。

基于零偏移距VSP的时变子波反褶积方法

提高地面地震数据分辨率的一种有效方法是从VSP数据中提取反褶积算子并将其应用于地面地震数据,然而,传统的VSP子波反褶积方法通常是在不考虑地震子波时变特性的情况下,提取固定反褶积算子,且由于地震子波是时变的,从VSP中提取一个子波反褶积算子应用于地面地震记录是不准确的,由此提出一种利用VSP数据提取时变子波反褶积算子的方法。该方法将零偏移距VSP数据的下行直达波作为单程VSP地震子波,利用地下介质的衰减函数将单程地震子波的振幅谱转换为双程地震子波的振幅谱,在最小相位的假设下,从时变子波振幅谱中获得时变反褶积算子,然后将算子应用于叠后地面地震数据。理论合成数据和实际地震数据证明了该方法可有效补偿振幅能量并可提高地震记录的分辨率。

利用零偏VSP直达波提取品质因子方法研究

地层对地震波的衰减性质通常用品质因子来度量。针对零偏VSP资料的特点,利用其不同传播距离的直达波信息,采用频谱比值方法进行品质因子的提取,并分析了信噪比对品质因子提取结果的影响。地震资料噪音水平越高,可以利用的频谱比值计算范围越小,计算误差越大。对理想子波和实际模型零偏VSP资料的处理结果表明了该方法的有效性和可靠性。利用垦71-检41井零偏VSP资料求取了品质因子随深度的变化,结果与对应的地层性质吻合较好,并且随着深度的增加,品质因子提取的可靠性逐渐增强。这为利用品质因子研究储层性质以及进行反Q滤波提高地震资料分辨率提供了基础参数。

非零井源距VSP多分量地震资料逆时偏移

上行波叠前深度偏移是提高非零井源距VSP地震资料成像精度的主要途径之一。从二维各向同性介质中的弹性波动方程出发,在交错网格空间中推导了弹性波场逆时延拓的高精度有限差分算子,给出了弹性波场逆时延拓的最佳匹配层吸收边界条件,从时间一致性准则出发,通过求解程函方程获取VSP地震资料逆时偏移的成像条件,在此基础上实现了非零井源距VSP多分量地震资料联合逆时深度偏移。理论模型与实际资料均得到了高质量的成像结果。

零偏VSP资料质心频移法在胜利油田Q值反演中的应用研究

地层的Q值与岩石类型、流体类型和流体饱和度有关,零偏VSP资料有信噪比高、分辨率高等优点,用以研究地层的品质因子具有较高的精度。利用零偏VSP资料计算地层的品质因子,目前比较理想的方法是YouliQuan等1997年提出的质心频移法,应用该方法求取了胜利油田垦71井区检41井的地层品质因子,结果表明该方法较为适用、可行。

利用零偏VSP数据求取横波速度——以七北101井VSP测井为例

从七北101井零偏VSP记录中的一组强波出发,通过对零偏与非零偏VSP原始波场中直达纵波和下行转换波第一波至时间的分析,证明其一为纵波震源所激发的纵波在地表某个强阻抗差界面上产生的转换横波。由于这种波具有纯横波的运动学特点,我们可以用于计算横波的速度。利用直达波初至进行三分量矢量定位,在横向垂直分量上得到了信噪比较高的直达横波,选取振幅较强的同相轴提取初至时间,进一步求取了横波速度及泊松比。